Filtro de partículas Diésel

Filtro de partículas Diésel de un vehículo pesado

Filtro de partículas Diésel de un vehículo pesado

Si alguien ha manoseado el manual de un vehículo con motor Diésel más o menos nuevo, seguramente se habrá topado con un elemento que, hasta no hace mucho, no estaba presente: el filtro de partículas Diésel. Es algo que a mi me sorprendió un poco la primera vez que lo escuché, estaba acostumbrado al filtro que limpia el aire que entra por el sistema de ventilación, pero no me acababa de cuadrar que el gasoil se fuera a meter por los respiradores.

Nada más lejos de la realidad. El filtro de partículas Diésel es un elemento que, debido al (necesario) endurecimiento de las políticas ambientales estará cada vez más presente en los vehículos comerciales que se propulsan quemando este tipo de combustible. Y, de hecho, su presencia implica pequeños cambios en la rutina de mantenimiento del vehículo, que en cierta medida pueden incluso afectar al comportamiento de la conducción.

El filtro de partículas Diésel

Partículas, ¿Diésel?

El nombre del dispositivo puede ser un poco confuso, en el sentido que en realidad no existe ninguna partícula que se llame Diésel. De hecho, el nombre se refiere a que filtra partículas que se crean en mayor cantidad en este tipo de motores. En realidad, las partículas a las que nos referimos es lo que conocemos con el nombre de hollín o carbonilla.

El hollín está formado por partículas diminutas partículas sólidas de carbono impuro, con un tamaño que ronda entre las 0,1 y 5 micras (recordad que una micra es mil veces más pequeña que un milímetro). Para entender como se forman en el interior de un motor Diésel, primero debemos repasar de forma muy breve cómo se produce la combustión.

El gasoil está formado por largas moléculas en forma de zigzag, donde en cada vértice hay un átomo de carbono. Enganchado a cada átomo de carbono normalmente hay un par de átomos de hidrógeno (tres en los carbonos de ambos extremos). Este tipo de moléculas formadas por carbono e hidrógeno reciben el nombre de hidrocarburos. Para formar estas moléculas hay que aportar cierta energía a los átomos, algo que se puede conseguir por ejemplo gracia a las tremendas presiones obtenidas en el interior de la Tierra. Por eso encontramos hidrocarburos (petróleo) en perforaciones a grandes profundidades.

Ello quiere decir que rompiendo los hidrocarburos podemos obtener de nuevo esa energía que se utilizó para crearlos. Ese proceso de ruptura no es espontáneo, sino que necesita unas condiciones determinadas. Suerte de eso, si los hidrocarburos se rompieran por si solos no podríamos utilizarlos para transportar energía para que pueda ser usada cuando y donde se necesite.

Estas condiciones son precisamente las que se dan en el interior del motor: básicamente presión y temperatura altas y presencia de oxígeno. Si estuviéramos hablando de un motor de gasolina, deberíamos añadir a la lista la chispa generada por la bujía.

Esas condiciones favorecen una reacción química entre el hidrocarburo y el oxígeno: la combustión. En esta reacción química, alguno de los átomos de carbono se enlazan con el oxígeno para dar moléculas de CO2 (uno de los responsables del efecto invernadero). No obstante, en el caso de las reacciones químicas que se producen en un motor Diésel, no todas las cadenas de hidrocarburos se llegan a romper totalmente. Estas cadenas parciales restantes son las partículas que forman el hollín.

El hollín generado en la maquinaria Diésel es altamente contaminante, y es considerado como el segundo principal responsable del calentamiento global, así como el primer culpable del decoloramiento de edificios y monumentos. Era fácilmente visible como un humo extremadamente negro que emanaba de los tubos de escape de vehículos y maquinaria pesada Diésel.

Filtro de partículas en un turismo

Filtro de partículas en un turismo

El filtro de partículas Diésel

Fijaos que he dicho emanaba, en pasado. Porque precisamente el filtro de partículas Diésel consigue eliminar en gran proporción las partículas de hollín en el escape. La eficacia puede llegar en algunos casos hasta cerca de la efectividad total.

Se trata de un elemento situado en algún punto del sistema de escape, normalmente en o cerca del catalizador. El principio es simple: el gas procedente del escape del motor se hace pasar por el filtro, y éste atrapa el hollín, de forma que no llega a quedar libre en la atmósfera.

Todo esto suena muy bien, pero si la historia terminara aquí los coches deberían acabarían acumulando en su interior toneladas de hollín a lo largo de su vida útil. Para evitarlo, el filtro incorpora una función de limpieza.

El filtro de partículas Diésel

Limpieza del filtro de partículas Diésel

El funcionamiento exacto puede variar de marca en marca, pero el principio es el mismo. Si el hollín se ha formado porque la combustión de los hidrocarburos no ha sido total, la forma de eliminarlo es terminar el trabajo: quemar el hollín en el propio filtro de partículas Diésel.

Para ello, cuando llega el momento, el sistema de control del motor entra en un modo especial, diseñado para aumentar la temperatura del gas de escape hasta el punto en que el hollín almacenado en el interior del filtro termine de vaporizarse.

Hollín en el escape a causa de la ausencia de un filtro de partículas Diésel

Hollín en el escape a causa de la ausencia de un filtro de partículas Diésel

Ello tiene el efecto secundario de aumentar durante el periodo de limpieza el consumo de carburante de forma notable. Esto es algo que el conductor puede llegar a notar, tanto observando el indicador de consumo como a través del propio sonido del motor. En mi caso particular, durante la limpieza del filtro el indicador de consumo instantáneo aumenta entre 1 y 2 litros a los 100km.

La limpieza suele durar unos minutos, y suele producirse de forma automática aproximadamente una vez en cada depósito. El efecto en el consumo medio del vehículo es pequeño, pero puede acabar por ser notable (especialmente dado que, sospecho, el consumo extra por la limpieza no se tiene en cuenta a la hora de homologar el vehículo).

Como digo, el conductor habitual del vehículo acaba por reconocer con cierta facilidad el momento en que se está produciendo la limpieza. En ese momento, puede alterar su patrón de conducción para facilitarla (y, por lo tanto, acotarla). Si se trata de aumentar la temperatura del escape, hacer funcionar el motor con una mayor carga de trabajo favorecerá la limpieza.

Puede parecer que lo dicho es contradictorio con los consejos habituales para el ahorro de combustible. Y, de hecho, lo es. Pero dado que durante la limpieza el motor va a aumentar su consumo, agilizar el proceso aumentando la carga del motor, siempre que sea seguro y legal, permitirá que la limpieza se complete de forma más rápida. Y, por lo tanto, probablemente representará un ahorro final.

El filtro de partículas Diésel

¿Y si no se puede realizar la limpieza del filtro?

Si las condiciones del tráfico son tales que el motor trabaja bajo muy poca carga, es posible que la limpieza no se pueda llevar a cabo. Por lo tanto, el hollín se continuará acumulando en el filtro.

Realizar la limpieza con el filtro demasiado lleno de hollín resulta peligroso. Al existir más material que quemar, la temperatura del filtro se elevará aún más, pudiendo llegar a dañarlo. Para evitar que esto ocurra, el cuadro de mandos del vehículo puede mostrar un indicador que avisa de la situación crítica del filtro.

El manual del vehículo suele instruir al propietario a prestar especial atención a dicho indicador. Si parpadea, es necesario modificar el patrón de conducción de forma inminente para aumentar la carga del motor, haciendo posible la limpieza del filtro. De hecho, incluso es aconsejable salir a dar una vuelta incluso si no era nuestra intención. Si no se hace así, el vehículo necesitará pasar por el taller para realizar una limpieza manual.

No obstante, este tipo de situaciones no es para nada frecuente. En mi caso particular, sólo he visto el indicador cuando el vehículo tenía pocos kilómetros (según todas las fuentes que he leído, este es el momento en que el filtro es más susceptible de requerir una limpieza de emergencia).

En resumen, reconocer la limpieza y adaptar la conducción para facilitarla resulta ser extremadamente útil para favorecer que el filtro funcione siempre en condiciones óptimas, minimizando los efectos negativos de la limpieza en el consumo.

Foto | Massachusetts Dept., Ben Mills, Stahlkocher, Martin Cathrae, evxteam

  • jm

    “hacer funcionar el motor con una mayor carga de trabajo favorecerá la limpieza.”

    ¿ A que te refieres con “mayor carga de trabajo del motor”
    ?

    Gracias

    • De forma muy cualitativa, decimos que la carga de trabajo del motor es alta cuando este tiene que esforzarse por mantener el régimen de revoluciones. Por ejemplo, paso a menudo por una bajada tan pronunciada que el coche en quinta sin pisar el acelerador baja a 100km/h sin quemar combustible. El régimen de revoluciones es alto, pero el motor no está aportando nada de trabajo, así que la carga de trabajo es nula.

      Si uno quiere aumentar la carga de trabajo del motor, lo que puede hacer es intentar lusar una marcha un poco mas corta (sin pasarse), acelerar menos paulatinamente (sin pasarse, y sin cometer ningún riesgo), preferir la autopista a una carretera convencional, etc.

  • archienemig

    No es sólo cosa de los diésel.
    En los motores de gasolina clásicos, la generación de partículas de hollín era insignificante, casi despreciable (a cambio, liberaban muchos hidrocarburos y NOx, muchos más contaminantes que el hollín, que se ve porque es negro y mancha, pero poco más); pero en los modernos motores gasolina de alta potencia y pequeña cilindrada, fruto de la moda del downsizing, tal vez impulsada por burdos gravámenes fiscales asociados a la cilindrada, los motores de gasolina de nueva generación llegan a generar incluso más hollín que los motores diésel.
    Por otra parte, estos filtros de partículas no parece que estén bien diseñados o dimensionados en todos los modelos, siendo muy frecuente que los conductores de conducción tranquila, a bajas revoluciones, o de trayectos habitualmente cortos, noten que sus filtros de partículas estén frecuentemente muy saturados, al borde de la ineficacia, y vean el testigo del filtro solicitando una visita al taller con mucha frecuencia.
    Estos filtros saturados ahogan el rendimiento del coche, lo que unido a las costosas reparaciones tienta a mas de un conductor a anularlos (sustituirlos por una carcasa vacía, de igual aspecto externo, pero sin función) o taladrarlos, conservando el filtro original como un repuesto únicamente para pasar los controles de gases en la ITV. Suelen notar además una sustancial mejora en las prestaciones y el consumo del vehículo con el Filtro Anti Partículas (FAP) anulado, lo que resulta paradójico en un equipamiento supuestamente ecológico.
    Los ingenieros deberían darle otra vuelta al concepto del FAP.

    • Es posible que estés en lo cierto. Sobre todo, porque probablemente no hay mucha información sobre estos elementos, y los conductores no saben que pueden favorecer la limpieza dando una vuelta extra. Aunque quizá sea cambiar un problema por otro, la verdad es que el hollín es un problema grave que debe ser afrontado.

      De todas formas, lo que si que es cierto es que si uno usa el vehículo para recorridos urbanos y cortos, quizá un vehículo Diésel no es lo mejor. En los próximos años vamos a ver cada vez más híbridos y eléctricos, lo que seguro que mitiga este problema.

  • EXCELENTE EXPLICACIÓN. Me ha aclarado bastante en que consiste el famoso filtro de partículas que tantos problemas trae y lo caro que es su reparación. Nosotros que circulamos mucho por ciudad muy frecuentemente nos avisa de la obstrucción y entonces tenemos que ir a la carretera y apretar un poco con una marcha larga para desembozar.